调度自动化.dxl

《调度自动化.dxl》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调度自动化.dxl（17页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、调度自动化.dxl调度自动化系统电网调度自动化系统，其基本结构包括控制 中心、主站系统、厂站端（RTU）和信息通道四大 部分。根据所完成功能的不同，可以将此系统划 分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、 信息处理子系统和人机联系子系统。主要包括： 数据采集和控制（SCADA ）、发电自动控制（AGC ）、经济调度运行（EDC）、电网静态安 全分析（SA）以及调度员培训模拟（DTS ）在 内的能量管理系统。到目前为止，电网调度自动化系统的发展已 经经历如下所示的历程：（1）20世纪30年代，电力系统就有了集中 式自动调频和机电型远动装置；（2）60年代开始用计算机实现 SCADA、 AGC/

2、EDC 功能；（3）我国调度自动化始于70年代。70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition ）系统，女口 SD 176;(4) 80年代基于通用计算机的EMS (En ergy Management System)系统，如四大网引进系统， VAX/VMS 的 SCADA/EMS 系统；(5) 90年代基于RISC/UNIX 的开放式分布 式 EMS/DMS ( Distributen Management System)系统，如：RD 800、OPEN 2000、SD 6000、CC 2000 等；(6)

3、进入21世纪以来，遵循IEC 61970 CIM( Comm on In formatio n model ) /CIS(Compo nent In terface Sta ndard)，以采用 JAVA、因特网、面向对象技术、综合考虑电力 市场环境中安全运行及商业化运营要求等为特 征的新一代 EMS系统，如 OPEN 2000E、 TH21000 等。调度自动化系统的功能可分为数据采集和 系统监控以及能量管理两大部分。以下将对这两 部分进行叙述：(1) SCADA :完成信息采集、传输、监视 和控制，通过人机界面实现对系统的在线安全监 视，并有越限告警、记录、打印制表、事故追忆、 系统自身监

4、视等；对系统中的重要开关进行遥 控、对有载调压变压器、调相机、电容器等设备 进行调节或投切，并完成记录、统计、制表等日 常工作；随着调度自动化的发展，把原来独立的 频率及有功自动调节系统以及自动发电控制（Automatic Ge neration Con trol, AGC ）和经济 调度（Economic Dispatchi ng ）包括进来，扩展 成AGC/ED功能。（2）EMS :随着电力系统的扩大和接线更加 复杂，仅仅监视运行工况是远远不够的，近年来在网络和通信技术的支持下发展成包括 SCADA、AGC/ED、PAS、DTS 的能量管理系 统（EMS ）。随着电网互联和电力改革的步伐的

5、 加快，对电网运行调度和控制的要求提出了许多 更新更高的要求。传统的 EMS的概念、结构和 功能都将发生很大的变化。调度自动化系统的主系统包括双冗余局域 网子系统、数据采集与通讯子系统、各种应用服 务器与工作站等。（1）局域网子系统系统采用冗余的双交换式局域网结构，大型 用户可采用具备三层交换功能的企业级或部门 级交换机，重要的服务器还可采用1000M速率 接入，普通用户可采用中档交换机，构成功能分 布的开放系统。（2）实时数据采集子系统数据采集服务器通过两块网卡分别联到主 干网，网上传输的为经过数据采集服务器处理 的、向SCADA应用服务器传输或接收的数据报 文，以及各工作站间进行交换的报文

6、；它还通过 第三、四块网卡与数据采集专用网段相联。采用 主网和数据采集网段分离的最大优点是能减轻 主网负荷，提高整个系统的安全性及可靠性。连 接在第三、四网段的有数据采集前置设备和有双 重化冗余配置的交换式路由器、终端服务器、调 制解调器/数字隔离板以及监视切换设备等。（3）SCADA/AGC 子系统SCADA子系统完成遥信、遥测量的处理、 越限判断、计算等电网的实时监控功能，AGC子系统完成自动发电控制功能，这两个子系统配 置在同一组物理服务器上，采用两台服务器以热 备用方式运行。（4）历史数据服务子系统该子系统主要完成历史数据存储、管理。系 统按指定周期将实时数据服务器中的数据转储 到该服

7、务器中，实现实时数据的长期存档。历史 数据管理的所有功能都基于关系型商用数据库 来实现。（5）PAS应用服务子系统该子系统用于实现电网的发电计划和网络 分析功能。可配置两套RISC服务器，两台服务 器安装相同的操作系统、电力应用及网络分析软 件，同时运行（或单独运行），自动均衡负载和 自动平衡请求任务以完成各种应用功能。服务器 接在系统双LAN 上, LAN网络上的各种切换不 会影响服务器功能和数据丢失。（6）调度员培训模拟子系统DTS系统自成一个局域网，用于对调度人 员和EMS系统维护人员进行各种操作技能和应 用技能的培训。配置1台电网仿真服务器、1台 学员工作站、1台教员工作站。菖 该子系

8、统是相对独立于EMS系统，其局域网通 过一台网络接口设备与 EMS主局域网相连接。 同时具备与大屏幕投影仪的接口。（7）安全WEB子系统遵照有关电力二次系统安全防护文件的要 求，将WEB子系统与主系统相对独立，WEB 服务器可配置一到两台。 在安全区I与安全区皿之间布置正向与反向专 用电力专用隔离装置，正向隔离用于从内向外的 通讯，传送实时数据、历史数据及图形文件等， 反向隔离用于从外向内的通讯，传送计划值等。 在安全区I与安全区口之间布置经过有关部门 认可的国产硬件防火墙。菖(8) 人机界面子系统 工作站一般配置UNIX工作站，也可配置高档 PC图形工作站。由于系统采用了 C/S结构，主 要

9、任务都在服务器上处理，所以工作站的配置可 以相对低一些。现代的调度自动化系统包括三种含义：采集 和变换信息、通信设备传送信息和调度中心使用 信息。调度自动化系统收集、处理电网运行实时 信息，通过人机联系系统把电网运行状况集中而 有选择的显示出来进行监控。调度人员可以借此 统观全局，集中全力指挥全网安全、经济和优质 运行，同时极大地提高电网安全运行水平， 提高 电网事故的处理效率，减少停电损失。调度自动化系统是保证电网安全稳定和经 济可靠运行的三大支柱之一，电网在不断地发 展，电网的运行和管理需求在不断地变化， 要保 证电力生产的安全有序进行，作为重要支柱的调 度自动化系统要与这些需求相适应，

10、进行升级和 发展。当前，随着经济的发展、社会的进步、科 技和信息化的提高以及全球资源和环境问题的 日益突出。电网发展面临新课题和新挑战。 依靠 现代信息、通信和控来可持续发展的要求，已成 为国际电力发展的现实选择。电力工业正面临着 新的形势。国家电网公司在加快推进特高压电网 建设的同时，高度重视智能电网技术研究和工程 实践。在大电网安全稳定控制、广域相量测量、 灵活交流输电、数字化变电站、配电网自动化、 智能电表应用、可再生能源的接人与送出、大容 量储能、电动汽车等领域开展了大量工作。 取得 了一批拥有自主知识产权的重要成果。在技术理 论、装备制造和工程实施方面为发展智能电网打 下了坚实基础。

11、随着电网的发展和自动化程度的提高，调度 自动化系统已成为调度员实施生产指挥和控制 电网运行必不可少的工具。但在实际运行过程 中，由于调度自动化系统自身也可能出现各种异 常情况，如：自动化系统故障、网络中断、数据 采集通道中断、系统软件异常等情况，倘若发生 异常情况而没有及时发现，则可能导致调度人员 无法进行正常的调度指挥，严重时可能影响整个 电网的安全运行，造成巨大的经济损失。电网调度自动化系统对电力系统的安全经 济运行起着不可或缺的作用。电网朝着超/特高 压、互联大电网的方向发展，而调度自动化系统 则朝着“数字化、集成化、网络化、标准化、市 场化、智能化”的方向发展。数字化是指电网设 备、采

12、集、控制及管理的信息化；集成化强调的 是调度中心内部不同系统间的共享和整合；网络 化是指在分层分布的调度管理体制下的各级调 度中心之间信息的“需则可知”和分解协调控制; 标准化包括遵循标准和制定新标准，强调的是通 过遵循标准达到系统的高度开放，理想的目标是 实现完全的即插即用；市场化是指在电力市场交 易环境下的监控分析和控制；智能化强调的是在 数据集成化的基础上将电网的分析和监控提升 到完全自动和智能的高度。随着计算机技术、网络和通信技术、数据库技术 等的飞速发展和电力市场的要求以及国际标准 的成熟完善,调度自动化系统正在朝着数字化、 集成化、网络化、标准化、市场化、智能化的方 向发展。为了适

13、应特高压和全国互联大电网的发展 需要,新一代调度自动化系统在现有技术的基础 上，应具备以下特征：（1）数字化随着信息化的普及和深入,越来越多的目光 投向了数字化变电站和数字化电网的研究开发。 电网的数字化包括信息数字化、 通信数字化、决 策数字化和管理数字化4个方面。（2）集成化集成化是指要形成互联大电网调度大二次 系统，这种系统需要综合利用多角度、多尺度、 广域大范围的电网信息以及目前分离的各系统 内存在的各种数据。调度数据集成化就是要实现 调度数据的整合，实现数据和应用的标准化，实现 相关应用系统的资源整合和数据共享 ，实现电网 调度信息化和管理现代化，从而为实现调度智能 化服务。因此，调

14、度自动化系统应统筹考虑电力 调度中心各自动化系统的数据及应用需求，以面 向服务的体系结构，按照应用和数据集成的理念， 构造统一支撑的数据平台和应用服务总线，实现数据整合和应用功能整合，达到数据一致、数据 共享、应用功能增值的目的，并为调度自动化的 运行和开发提供功能强大、方便易用的集成支撑 环境。采用数据通用集成总线（UIB）和CORBA、 企业J ava级（EJB）、分布式组件对象模型 （DCOM）和Web Services等组件模型构造集成 总线。通过UIB将各种信息有机地整合在一起。 因此，不论是什么应用，都可以很方便地对数据进 行各种操作，屏蔽了数据的分布性。通过 UIB将 各种应用系

15、统整合在一起，具体说来，支撑平台需要研究面向服务的体系架构、数字化电网建模 技术、广义数据集成、信息共享技术、面向主题 的数据挖掘与展现技术、大信息量和高速数字实 时通信以及实时数据处理技术；从应用的角度需 要研究传统应用的集成和增值、交叉型和边缘型 的新应用功能创新以及大规模电网分布式建模 和静态、动态在线一体化协同仿真分析与计算等 从而达到在集成的基础上进一步创新。（3）网络化网络化是实现调度中心之间广域资源共享 和协作,是一种在物理网络互联基础上的应用和 功能意义上的系统级联网。包括数据网络和计算网络。长期以来，中国电网形成了分级分布的调度 管理体系。电网是互联的，但却按照分级分块调 度

16、运行。虽然电力系统是一个瞬息万变的整体,每级电网实时分析时都需要涉及互联的相邻电 网和上级电网的影响，但由于资源的专用，在进行 本电网的分析计算时只能对其他电网的影响采 用假设条件或者等值方式，这显然是不准确的。 因此,互联大电网对传统的分析仿真方法带来了 挑战。网络技术是近年来国际上兴起的一种重要 信息技术。网络技术对于网络上各种资源具有巨 大的整合能力，如果将其应用到电力系统中，可以 为不同调度系统之间信息和资源的共享带来方 便，并最终成为支撑广域电网分布式电力系统计 算和仿真的支撑平台。将网络技术作为技术支撑 平台，并在此基础上构建未来互联大电网监控系 统广域分布式 EMS ,实现各级电

17、网调度自动化系统和调度员培训仿真 （DTS）系统动态 形成虚拟的大EMS，共享资源和协同分析，保证 电网的安全稳定运行和控制。引入网络技术作为 解决电力系统分析问题的工具，对于解决中国电 力系统超大规模电网的数据共享和计算分析问 题具有非常重要的意义。调度数据综合平台、电网运行动态数据交换 和分布式建模及模型拼接是目前所采取的信息 共享方案,虽然取得了很好的效果，但是在系统平 台底层缺乏有效的支撑，对维护的工作要求很高, 是一种“需则共享”的方式。利用网络技术可以 动态地建立包括计算、数据、存储等在内的广泛 的资源共享,而无需事先定义和维护需要共享的 数据,将会使目前的信息“需则共享”的模式转

18、 变为“需则可知”的模式，大大加强电力信息化 的程度,从而使信息共享的紧密耦合走向松散耦 合。（4）标准化包括遵循标准和制定新标准 2个方面的含 义。遵循标准并不是目的，而是一种技术手段，只 有标准化才能实现真正意义上的开放。目前与调 度自动化系统相关的最重要的国际标准包括 IEC61970, IEC 61968 和 IEC 61850 等,在国调 中心的领导与组织下，国内相关厂家均对这些标 准给予了高度的重视。随着对这些标准的研究理 解、互操作实验及实际应用的不断深入，标准化 的目标已经渐行渐近了。然而，标准化也不是一蹴而就的事情，目前的 应用还主要以接口标准为主，主要是为了解决异 构系统之

19、间的互操作问题。国内主要相关厂家的 自动化产品都已经不同程度地支持这样的接口 标准。值得一提的是，基于标准化平台的电网调 度自动化集成系统OPEN23000则是率先将IEC 61970标准作为系统内标准来实施，从而达 到不仅系统接口遵循标准，而且系统内部也遵循 标准。从标准化的发展进程来看，这种从内到外的 标准化是大势所趋。标准化的终极目标是实现应 用软件的即插即用，从而实现完全的开放。对于 这一目标的探索已经取得了一些进展，在 OPEN23000系统上已经成功地实现了对于第 三方应用模块的接入，相关厂家在应用软件的即 插即用上也积累了不少经验。虽然从实际应用的 程度来看，实现即插即用这一目标

20、还有一段很长 的路要走，但未来随着组件技术和相关计算机技 术的成熟，对于应用软件能够向硬件那样即插即 用将不是梦想。标准化的另一个方面就是要制定新的标准 ， 例如，针对数字化所带来的各种信息的采集、处 理要制定新的规范和标准，针对厂站端和主站端 的电网模型共享也需要制定新标准等。（5）市场化电力市场化改革也给电力系统运行和控制 带来一系列新问题。例如：电网的传输容量逐步 逼近极限容量；电网堵塞现象日趋严重；负荷和网 络潮流的不可预知性增加；大区电网运行相对保 密，相关电网信息和数据不足；厂网分开后的调度 权受到限制，以安全性为唯一目标的调度方法转 向以安全性和经济性为综合目标的调度方法；市场机

21、制不合理可能降低系统的安全性等。因此,需要未来的调度自动化系统和电力市场的运营 系统更加紧密地结合在一起，在传统的EMS和 WAMS应用中更多地融入市场的因素，包括研 究电力市场环境下电网安全风险分析理论，以及研究市场环境下的传统 EMS分析功能，如面向 电力市场的发电计划的安全校核功能、概率性的 潮流及安全稳定计算分析、在线可用输电能力 （ATC）的分析计算等。（6）智能化智能调度是未来电网发展的必然趋势。 智能调度技术采用调度数据集成技术，有效整合并综 合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息,实现电力系统正常运行的监测与优化、预警和动 态预防控制、事故的智能辨识、事故后的故障分 析处理和

22、系统恢复，紧急状态下的协调控制，实现 调度、运行和管理的智能化、电网调度可视化等 高级应用功能，并兼备正常运行操作指导和事故 状态的控制恢复，包括电力市场运营、电能质量 在内的电网调整的优化和协调。调度智能化的最终目标是建立一个基于广 域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新 理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、 区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系 统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合 防御体系。智能化的关键技术包括：智能预警技术、优 化调度技术、预防控制技术、事故处理和事故恢 复技术（如电网故障智能化辨识及其恢复）、智能 数据挖掘技术以及调度决策可视化技术等。智能 化调度的核心是在线实时决策指挥，目标是灾变 防治,实现大面积连锁故障的预防。智能化调度 是对现有调度控制中心功能的重大扩展，对于有效地提高电网 调度运行人员驾驭现代化大电网的能力 ，保障电 网的安全、稳定、经济、优质运行，具有十分广 阔的应用前景。调度自动化系统在未来的发展有如此之大 的潜力。这对于我们电气自动化专业的学生有着 很大的优势，所以我们要在学校好好地学好专 业，以便在将来的工作中能够做得更好。